الكروموسومات: خصائصها و تركيبها و تصنيفها

مفهوم الكروموسومات

الكروموسومات هي التي الأجسام تجمل الصفات الوراثية التي تنتقل من الأباء إلى الابناء من جيل إلى جيل. ويمكن رؤية الكروموسومات تجت المجهر في الدرور الاستوائي، من كروماتيدين. في هذه الطور يظهر بالكروموسوم منطقة متخصرة تعرف بالسنترومير. والسنترومير عبارة عن تتابعات عالية التكرار من الحمض النووي "DNA"، وهذه التتابعات مسئولة عن الانعزال الدقيق للكروموسومات المتضاعفة إلى الخلايا البنوية أثناء الانقسام النووي. ومن اللافت للانتباه، أن السنترومير صفة أساسية للكروموسومات، فيقع في مكان ثابت ومميز لكل كروموسوم، إلا أنه يختلف ويتباين من كروموسوم إلى آخر.

أصل تسمية الكروموسومات

الكروموسومات أجسام عصوية أو خيطية الشكل يمكن رؤيتها بسهولة بالمجهر الضوئي خاصة إثناء الطور الاستوائي من الانقسام الخلوي> وكلمة كروموسوم مشتقة من كلمة يونانية تعني الجسم الملون أو القابل لأن يصبغ، لذلك تسمى في كثير من المراجع العلمية بالصبغيات. يسمى الكروموسوم في المرحلة البينية للخلية بالكروماتين، وتقوم الكروموسومات بنقل المعلومات الوراثية من الآباء إلى الأبناء.

العدد الكروموسومي في الأنواع المختلفة

في الغالب، تحتوي جميع الخلايا الجسدية في النوع الواحد على نفس العدد الكروموسومي. ففي الانسان تحتوي الخلايا الجسدية على 46 كروموسوم، وفي الفيل 56، وفي الفراشة 380، وفي القرد 48، وفي القط 38، وفي البصل  16، وفي الخيار 14…الخ. قد يوجد شذوذ في العدد الطبيعي للكروموسومات لأسباب مختلفة، ولكن هذا لا يغير القاعدة. في حالات نادرة قد يوجد تطابق في عدد الكروموسومات لأكثر من نوع، إلا أن هذه الأنواع تتباين كروموسوماتها في الحجم والشكل. معظم كروموسومات الخلية تعرف بالكروموسومات الجسدية، يصاحبها كروموسوم أو كروموسومين يعرفان بكروموسومي الجنس. الكروموسومات الجنسية متباينة عن الكروموسومات الجسدية في الشكل والوظيفة. فالكروموسومات الجنسية مسؤولة عن تحديد الجنس، أي: جنس المولود، لأنها تحمل الجينات المحددة للجنس.

عدد المجموعات الكروموسومية في الخلايا

في الغالب تحتوي الخلايا الجسدية على مجموعتين كروموسوميتين تعرفان بالعدد المزدوج (2N). أما الأمشاج ففي الغالب تحتوي على مجموعة كروموسومية تعرف بالعدد المفرد (1N) من الجدير بالذكر أن هناك مجموعات كروموسومية ثلاثية  (3N) ورباعية (4N) .... الخ. وتوجد مثل هذه المجموعات في بعض أنواع السحالي والبرمائيات والنباتات. وفي حال المجموعات الكروموسومية الفردية لا تنتقل الكروموسومات بشكل سليم من جيل لآخر كما لا يمكن إكمال التزاوج بشكل سليم بسبب وجود العدد الفردي مما يؤدي إلى عدم إنتاج أمشاج متوازنة وراثياً، ولهذا فمثل هذه الحالة نجدها في الكائنات التي لا تعتمد على التكاثر الجنسي فقط في تكاثرها. ويطلق على مضاعفات المجموعة الكروموسومية التعدد المجموعي(XN) وتعرف المجموعة الكروموسومية التي تزيد او تنقص عن العدد الطبيعي بالمجموعة الكروموسومية المختلة العدد (Aneuploid). فإذا نقصت المجموعة كروموسوم عرفت بالمجموعة أحادية الكروموسوم (Monosomy - 2n-1)، إما إذا زادة كروموسوم فتعرف بثلاثية الكروموسوم (Trisomy-2n+1). فإذا كانت الزيادة في الكروموسوم رقم 21 سبب متلازمة "داون". من ناحية أخرى إذا كان النقص كروموسومان فتعرف المجموعة بزوجية الكروموسوم (Nulisomy-2n-2)، أما إذا كانت الزيادة كروموسومان فتعرف برباعية الكروموسوم (Tetrasomy-2n+2)... الخ.

حجم وشكل وعدد الكروموسومات في الخلايا

يختلف حجم وشكل وعدد الكروموسومات بين الأنواع المختلفة، لكنه ثابت ضمن أفراد النوع الواحدة. كما أن أطول الكروموسومات متفاوتة فيما بينها كثيراً حتى في داخل النوع الواحد. وقد اوضحت الدراسات أن طول الكروموسومات يتراوح بين 1-30 ميكروميتر، وقد يصل إلى حوالي 2 ملميتر كما في كروموسومات الغدد اللعابية للحشرات ثنائية الأجنحة في بعض الانواع تتشابه كروموسومات النوع في الحجم، ويعرف هذا النمط من الكروموسومات بالكاريوتيب الكروموسومي المتجانس. ويطلق على كروموسومات الخلية المرتبة بطريقة قياسية طبقاً لأحجامها بالكاريتيب. كما يمكن أن تطبق معايير أخرى عند الضرورة مثل النسبة الذراعية أو المعدل السنتروميري أو التخصيرات الثانوية أو التشريط الكروموسومي.

تركيب الكروموسوم

يتميز الكروموسوم إلى عدة مناطق، هي:

المنطقة المنظمة للنوية: تخصر ثانوي يوجد في كروموسومات معينة بالقرب من نهاية الكروموسوم. يحتوي هذا التخصرعلى الجينات التي تشفر "أر إن إي" الريبوسومي. كذلك يستحث هذا التخصر تكوين النوية.

التوابع: تراكيب كروية أو مستطيلة الشكل، تتصل بالنهاية الطرفية لكروموسومات معينة، وتستخدم كدلالة للتعرف على مثل هذه الكروموسومات.

التلوميرات: تتابعات من "DNA" شديدة الالتفاف غير مشفرة، تمنع التصاق نهايات الكروموسومات ببعضها البعض، وتمنع الإنزيمات المحللة لـ “DNA" من تكسير نهايات الكروموسومات، كما تسهل تضاعف نهايات الكروموسومات دون فقدها.

تصنيف الكروموسومات

تصنف الكروموسومات حسب طبيعة موقع السنرتومير إلى أربعة أنماط هي:

- كروموسومات وسطية السنترومير، وفيها يقع السنترومير وسط الكروموسوم.

- كروموسومات تحت وسطية السنترومير، وفيها يقع السنترومير قريبا من وسط الكروموسوم.

- كروموسومات قمية السنترومير، وفيها يق السنترومير قريبا من قمة الكروموسوم.

- كروموسومات نهائية السنترومير، وفيها يقع السنترومير في قمة الكروموسوم.

- تعرف النسبة بين طول ذراع الكروموسوم الطويل (q) إلى طول الذراع القصير ((p باسم النسبة الذراعية. لهذا فإن النسبة الذراعية للكروموسوم قمي السنترومير هي الاعلى، بينما النسب الذراعية للكروموسوم وسطي السنترومير هي الأقل. وتحسب النسبة الذراعية للكروموسوم بالمعادلة التالية:

النسبة الذراعية = طول الذراع الطويل (q) / طول الذراع القصير (p)

- تعتبر النسبة الذراعية للكروموسومات ذات أهمية بالغة جداً أثناء دراسة التفريق بين الكروموسومات، بصفة خاصة إذا كانت الكروموسومات متساوية في أطوالها. كما يعتبر المعدل السنتروميري (Centromeric index - CI) أيضا عامل مهم في التفريق بين الكروموسومات ويقاس بالمعادلة التالية:

المعدل السنتروميري (CI) = طول الذراع القصير (p)/ الطول الكلي للكروموسوم p+q)) × 100